Усиление незначительных колебаний объектов на видеокадрах
 Земсков А.В., Гареев А.М., Новиков Д.П.

Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (национальный исследовательский университет), Саранск, Россия,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) (СГАУ) Самара, Россия

Аннотация:
В работе предлагается вариант реализации фильтра усиления амплитуды незначительных колебаний объектов в видеопотоке и порядок поэтапного создания такого фильтра. Для этого приводится математический анализ природы колебаний и более сложных движений объектов в кадрах. Тестируется работа фильтра усиления движений на практике как возможность бесконтактного определения частоты дыхания человека.

Ключевые слова :
цифровая фильтрация изображений, пространственная и временная фильтрация, усиление невидимых колебаний в кадре, фильтр Габора, детектирование полезных сигналов малой интенсивности в видеопотоке.

Цитирование:
Земсков, А.В. Усиление незначительных колебаний объектов на видеокадрах / А.В. Земсков, А.М. Гареев, Д.П. Новиков // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 4. – С. 606-613. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-606-613.

Литература:

  1. Tarassenko, L. Non-contact video-based vital sign monitoring using ambient light and auto-regressive models / L. Tarassenko, M. Villarroel, A. Guazzi, J. Jorge, D. Clif­ton, C. Pugh // Physiological Measurement. – 2014. – Vol. 35. – P. 807-831.
  2. Chen, Y. A Non-Contact Pulse Automatic Positioning Measurement System for Traditional Chinese Medicine / Y. Chen, R. Chang, K. Jwo, C. Hsu, C. Tsao // Sensors. – 2015. – Vol. 15. – P. 9899-9914.
  3. Lewandowska, M. Measuring Pulse Rate with a Webcam – a Non-contact Method for Evaluating Cardiac Activity / M. Lewandowska, J. Ruminski, T. Kocejko // Proceedings of the Federated Conference on Computer Science and Information Systems. – Szczecin, Poland: 2014. – P. 405-410.
  4. Sun, Y. Noncontact imaging photoplethysmography to effectively access pulse rate variability / Y. Sun, S. Hu, V. Azorin-Peris, R. Kalawsky, S. Greenwald // Journal of Biomedical Optics. – 2013. – Vol. 18, Issue 6.
  5. Poh, M. Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation / M. Poh, D. McDuff, R. Picard // Optics Express. – 2010. – Vol. 18, Issue 10. – P. 10762-10774.
  6. Wu, H. Eulerian Video Magnification for Revealing Subtle Changes in the World / H. Wu, M. Rubinstein, E. Shih, J. Guttag, F. Durand, W. Freeman // ACM Transactions on Graphics (TOG) - SIGGRAPH 2012 Conference Proceedings. – N.Y.: 2012. – Vol. 31, Issue 65.
  7. Wadhwa, N. Phase-based video motion processing / N. Wadhwa, M. Rubinstein, F. Durand, W.T. Freeman // ACM Transactions on Graphics (TOG) - SIGGRAPH 2013 Conference Proceedings. – N.Y.: 2013. – Vol. 32, Issue 80.
  8. Bradski, G. Learning OpenCV: Computer Vision with the OpenCV Library / G. Bradski, A. Kaehler. – Sebastopol: O'Reilly Media, 2008. – 556 p.
  9. Приоров, А.Л. Цифровая обработка изображений / А.Л. Приоров, И.В. Апальков, В.В. Хрящёв. – Ярославль: ЯрГУ, 2007. – 235 с.
  10. Dayan, P. Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems / P. Dayan, L.F. Abbot. – Cambridge: MIT Press, 2001. – 576 p.
  11. Florczyk, S. Robot Vision: Video-based Indoor Exploration with Autonomous and Mobile Robots / S. Florczyk. – Weinheim: Willey-VCH, 2005. – 216 p.
  12. Kong, A. An evaluation of Gabor orientation as a feature for face recognition / A. Kong // Pattern Recognition. – Tampa, USA, 2008.
  13. Спицын, В.Г. Нахождение параметров и удаление постоянной составляющей фильтра Габора для обработки изображений / В.Г. Спицын, А. Кермани Коланкех, Ф. Хамкер // Известия Томского политехнического университета. – Томск, 2011. – Т. 318, № 5. – С. 57-59.
  14. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB / Р. Гонсалес, Р. Вудс, С. Эддинс; пер. с англ. – М.: Техносфера, 2009. – 616 с. (R.C. Gonzalez, R.E. Woods, S.L. Eddins. Digital Image Processing Using MATLAB. – Gatesmark Publishing, 2009.)
  15. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений / У. Прэтт; пер. с англ. – М.: Мир, 1982. – 781 с. (W.K. Pratt. Digital Image Processing. – Los Altos, California: PixelSoft, 1982.).

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20